Landsat卫星对比

我们在学习Landsat卫星数据的应用的同时需要对卫星的数据格式有所了解， Landsat
陆地卫星携带的传感器获取的影像数据产品的参数，除了单元格大小外，其的 参数基本一致。数据输出格式是GeoTIFF。，采取三次卷积的取样方式，地图 投影为UTM-WGS84南极洲极地投影。
在我们运用数据的前提，我们需要对数据进行相关的处理，在所有遥感影像数 据中，Landsat数据可以说是应用最为广泛的。尽管ETM+数据中间出现了故障， 但Landsat高频次的重访周期、较优的数据质量越来越完善的波段信息、越来越 高的空间分辨率，值得拥有！在进行每一项与遥感相关的各类信息提取、专题 图制作等方面，Landsat影像作为一种基础数据会首先被下载，或直接作为信息 提取的主要数据源，或作为下载或购买其他数据的依据，甚至还可作为校正其 他影像数据的几何基准。总之，Landsat数据即可独当大任，又可幕后支撑。 我们在运用Landsat数据的时候，有些波段的组合有助于我们更好的使用数据， 波段组合：
• Landsat卫星数据下载方法
• Landsat卫星数据的运用与优缺点
1
Landsat卫星详解
“地球资源技术卫星”计划最早始于1967年，美国国家航空与航天局 (NASA)受早期气象卫星和载人宇宙飞船所提供的地球资源观测的鼓舞，
开始在理论上进行地球资源技术卫星系列的可行性研究。美国陆地卫星 (Landsat)系列卫星由美国航空航天局(NASA)和美国地质调查局(USGS)共
185 185 185 185 185
185 185
波段数 传感器
运行情况
4 MSS
退役
4 MSS
退役
47
MSS MSS.T M
退役 退役
7
MSS. TM 退役
8
9
ETM OLI.TIIR S
2003故 在役 障
Landsat系列卫星 对比
从上表中我们可以清楚的看到Landsat1到Landsat5卫星均采用了MSS传 感器，MSS传感器采用了可见光近红外的波谱（0.5到1.1um），在0.5到 0.6um是绿色波段，对水体由一定透射能力，清洁水体中透射深度可达 10-20米，可判别地形和近海海水泥沙，可探测健康绿色植被反射率。 而在红色波段（0.6到0.7um）用于城市研究，对道路、大型建筑工地、 沙砾场和 采矿区反映明显。可用于地质研究、水中泥沙含量 研究，植 被分类。在近红外（0.7到0.8um）用于区分健康与病虫害植 被，水陆 分界，土壤含水 量研究。近红外（0.8到1.1um）用于测定生物量和监 测作 物长势，水陆分界，地质 研究。当然在landsat4和landsat5卫星中 也有TM传感器（专题制图仪），总共7个波段，在0.4到0.5um这个蓝绿 波段主要用于水体穿透，分辨土壤植物。绿波段（0.5到0.6um）主要用 于分辨植被。在红波段（0.6到0.7um）处于叶绿素的吸收波段，用于观 测道路/ 裸露土壤/ 植被种类效果很好。0.7到0.9um这个近红外波段， 用于估算生物量, 尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土 壤，但对道路辨认效果不如TM3 。1.5到1.75um中红外波段，用于分辨 道路/ 裸露土壤/ 水, 它在不同植被之间有好的对比度, 并且有较好的穿 透大气、云雾的能力。
分辨率/米 30米 30米 30米 30米 30米 120>米 30米
MSS传感器 TM传感器
传感器参数对比
波段 1 2 3 4 5 6 7 8
波长范围(μm) 0.450～0.515 0.525～0.605 0.630～0.690 0.775～0.900 1.550～1.750 10.40～12.50 2.090～2.350 0.520～0.900
451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有3～4维结构，其物理含义 相当于亮度、绿度、热度和湿度。在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段 包含的地物信息最丰富。3个可见光波段(即第1、2、3波段)之间，两个中红外 波段(即第4、7波段)之间相关性很高，表明这些波段的信息中有相当大的重复 性或者冗余性。第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得低， 表明这个波段信息有很大的独立性。计算各种组合的熵值的结果表明，由一
2 Landsat卫星传感器 类型缩写全称解释
Landsat--------陆地卫星 卫星传感器类型
MSS----Multispectral Scanner--------多光谱扫描仪 ETM、 ETM+-----------Enhanced Thematic Mapper----------第三代推帚式扫描仪
1972. 1975. 1978 1982. 1984. 1993.1 1999.4. 2013.2.
7.23 1.12 .3.5 7.16 3
15
11
卫星高度 （km）
920 920 920 705 705 失败 708 18 16 16
16
16
扫描宽度 （km）
321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合 成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业 人员使用。
432：标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被 成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，
而被称为标准假彩色。
3 传感器参数对比
Landsat-1～3 MSS-4 MSS-5 MSS-6 MSS-7
Landsat-4～5 MSS-1 MSS-2 MSS-3 MSS-4
波长范围/μm 分辨率/米
0.5～0.6
78米
0.6～0.7
78米
0.7～0.8
78米
0.8～1.1
78米
波段 1 2 3 4 5 6 7
波长范围(μm) 0.45～0.52 0.52～0.60 0.63～0.69 0.76～0.90 1.55～1.75 10.40～12.50 2.08～2.35
近红外
0.845–0.885 30
短波红外 1.560–1.660 30
短波红外 2.100–2.300 30
微米全色 0.500–0.680 15
短波红外波 段
1.360–1.390
30
OLI传感器
4 Landsat系列卫星 对比
美国陆地系列卫星参考表
卫星（Landsat） 1
2
34
5
6
7
8
发射时间
Landsat系列卫星 对比
热红外波段（10.4到12.5um）可以感应发出辐射的目标，中红外波段 （2.08到2.35um）对于岩石/矿物的分辨很有用, 也可用于辨识植被覆盖 湿润土壤。 在landsat7卫星中采用了ETM传感器，大致与我们TM波段对应类似，分辨 率有所差异， OLI传感器的全称为陆地成像仪(Operational Land Imager)，为Landsat8卫 星的主要携带仪器。OLI被动感应地表反射的太阳辐射和散发的热辐射有 9个波段的感应器，覆盖了从红外到可见光的不同波长范围。Landsat-7卫 星的ETM+传感器相比，OLI增加了一个蓝色波段（0.433–0.453μm） 和一个短波红外波段(band 99, 1.360–1.390 μm)，蓝色波段主要用于海岸 带观测，短波红外波段包括水汽强吸收特征，可用于云检测。 TIRS传感器的全称为热红外传感器(Thermal Infrared Sensor, TIRS)，它是有 史以来最先进，性能最好的热红外传感器。TIRS将收集地球热量流失， 目标是了解所观测地带水分消耗，特别是干旱地区水分消耗。
4
数据下载方法
1. USGS官网提供的数据下载网址 网址：/，需要注册账号并审核，属于美国USGS(美国 地质调查局)管理。可以下载的数据：在collection中可以查看，Landsat(包 括最近的landsat8)系列，EO-1，MODIS，ASTER了一堆的老美各个机构。需要注册并审核。进入GLCF主页后，需要点 击Data& Products下的Earth Science Data Interface,进入下载界面，分为Map Search, Path/Row Search, Product Search 三种搜索途径,下图为进入到Map Search的界面。需要注意的是，每次输入条件之后都要点击以下Update Map,才会显示。 3.网址：/sjglb/dataservice.htm，为中科院遥感与地 球研究所(原遥感所与对地观测中心合并后)，建立的对地观测数据共享计 划。网站需要注册并审核，审核时间不长，最长24小时，大学或研究机构 较容易申请，所涉及数据分为共享数据和商业数据。
2.1卫星参数
陆地卫星（Landsat）的轨道设计为与太阳同 步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度 地区获得中等太阳高度角(25°一30°)的上午 成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通 过同点，保证遥感观测条件的基本一致，利 于图像的对比。如Landsat 4、5轨道高 705km．轨道倾角98.2°，卫星由北向南运行， 地球自西向东旋转，卫星每天绕地球14．5圈， 每圈在赤道西移159km，每16天重复覆盖一次， 穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围 N81°—S81．5°。
测绘工程专业
Landsat系列卫星详解
Landsat1—landsat8
主讲人：丁耀钢
组员:程雨婷 李明海
目录
1
2 3 4 5 6
• Landsat卫星简介
• Landsat卫星传感器类型缩写全称解释（包含MSS、 ETM以及ETM+等几个全拼）
• 卫星参数 • 传感器参数对比
• Landsat1到landsat8全系列的参数对比
传感器是增强型专题绘图仪 ETM+(Enhanced Thematic Mapper)，星上设绝对定标，提 高了对地观测分辨率和定位质量，调整了辐射测量精度、范围和灵敏度，通过增益减 少了强反射体造成的高亮度饱和效应。该设备增加了一个15m分辨率的全色波段，热红 外通道的空间分辨率也提高了一倍，达到了60m，每一景覆盖面积:185km*170km，重叠 率:赤道上相邻两景图像旁向重叠率7.3%，轨道方向重叠率为5%，band6分别具有高、 低增益两种图像数据，bandl-5、7增益随季节变化可调整
数据下载方法
在这里主要介绍一下如何在/下载Landsat数据，在 GLCF下载数据主要有两种方法，下载之前我们首先要对行列号的区分有个 了解，Landsat的影像是有行列号的，下图是MSS中国区行带号
数据下载方法 TM与ETM中国区行带号
5
Landsat卫星运用 以及优缺点
同管理。陆地卫星是美国用于探测地球资源与环境的系列地球观测卫星 系统，曾称作地球资源技术卫星(ERTS)。
陆地卫星的主要任务是调查地下矿藏、海洋资源和地下水资源，监视和
协助管理农、林、畜牧业和水利资源的合理使用，预报农作物的收成， 研究自然植物的生长和地貌，考察和预报各种严重的自然灾害(如地震) 和环境污染，拍摄各种目标的图像，以及绘制各种专题图(如地质图、 地貌图、水文图)等。1972年7月23日，第一颗陆地卫星(Landsat1)成功 发射，后来发射的这一系列卫星都带有陆地卫星(Landsat)的名称。到 1999年4月15日，共成功发射了六颗陆地卫星，它们分别命名为陆地卫 星1到陆地卫星5(Landsat1—landsat5)以及陆地卫星7(Landsat7)，其中陆 地卫星6的发射失败了。时隔24年，2013年2月11日Landsat系列卫星 Landsat8发射空，过100天的测试运行后开始获取影像。
LandSat 8
Band1
Band2
Band3
Band4 OLI（陆地成
像仪）
Band5
Band6
Band7
Band8
Band9
类型
波长（微米） 分辨率/米
蓝色波段 0.433–0.453 30
蓝绿波段 0.450–0.515 30
绿波段
0.525–0.600 30
红波段
0.630–0.680 30
地面分辨率/米 30米 30米 30米 30米 30米 60米 30米 15米
ETM+传感器
TIRS（热 红外传感 器）
LandSat 8
Band10 Band11
中心波长 （微米）
10.9
12.0
波长范围 （微米）
10.6-11.2
11.5-12.5
分辨率 （米）
100
100
TIR传感器
传感器参数对比